多年來,對于聚丙烯是否適合于作為儀表板支架的材料一直存在著爭論。與熱塑性工程塑料(ETP)相比,聚丙烯的密度和成本都更低。但是,在需要高精度的復(fù)雜部件上,早期聚丙烯的性能及其經(jīng)濟(jì)性都具有局限性。
在汽車內(nèi)飾件應(yīng)用領(lǐng)域,汽車制造商們一直在努力尋求高性能的熱塑性塑料復(fù)合物及其混合加工技術(shù)。目前,這兩種技術(shù)都已經(jīng)被應(yīng)用于汽車前端的關(guān)鍵部件制作中,而且OEM(原始設(shè)備制造商)和一級供應(yīng)商們正在想辦法利用這兩種技術(shù)來生產(chǎn)機(jī)械性能和外觀俱佳的部件。
寶馬公司曾在其3系列的一款車型中使用填充了滑石粉的聚丙烯來制造儀表板支架,但后來又改用了Nova化學(xué)品公司的玻璃纖維增強(qiáng)級Dylark —— 苯乙烯順丁烯二酸酐共聚物,因?yàn)楹笳叩墓δ苄愿?,在美國?/SPAN>Dylark是制作儀表板最常用的樹脂。20世紀(jì)90年代后期,位于加拿大艾伯卡省卡爾加里的Nova化學(xué)品公司宣稱,在美國制造的所有儀表板支架中,有三分之二都是采用這種材料模塑而成的。
隨著聚丙烯混合物性能的改善和熱塑性工程塑料的發(fā)展,Dylark材料所占有的市場份額已經(jīng)下降。在歐洲和日本,隨著汽車向小型化方向發(fā)展,聚丙烯已經(jīng)占據(jù)了統(tǒng)治地位。目前,隨著長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的出現(xiàn),又再度引起了關(guān)于“聚丙烯和熱塑性工程塑料哪個更好”的激烈爭論。
Skoda公司(屬大眾公司)在Skoda Fabia汽車中,首先使用了由長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯制作的儀表板支架。據(jù)了解,新一代的大眾高爾夫車型的儀表板支架也將使用同一種技術(shù),而在現(xiàn)有的高爾夫車型中,儀表板支架采用的是GE塑料公司的Noryl聚苯乙烯/聚苯撐醚(PS/PPO)共混材料,這種材料曾經(jīng)被廣泛用于制作儀表板支架。
德國沃爾夫斯堡大眾公司裝飾開發(fā)部的Jochen Blaurock先生曾在德國塑料工程師學(xué)會(VDI-K)主持召開的“汽車工程中的塑料”會議上說,長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯的重要機(jī)械性能如硬度、強(qiáng)度、負(fù)載熱變形溫度、熱膨脹系數(shù)等,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了類似級別的滑石粉填充聚丙烯,而其成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熱塑性工程塑料。
盡管如此,人們對長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯在高溫環(huán)境下能否長期保持優(yōu)越的性能仍抱有疑問,雖然目前的模擬技術(shù)已相當(dāng)成熟,但對此仍然難以預(yù)測。
歐洲的工程樹脂供應(yīng)商們堅信,在新一代的車型中,汽車生產(chǎn)商們會重新使用指定的熱塑性工程塑料。有跡象表明,大眾公司不得不對長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯儀表板進(jìn)行重大的設(shè)計更改,把壁厚從2mm左右增加到了大約3mm。
由于歐洲和美國對于儀表板抗沖擊強(qiáng)度的規(guī)定各不相同,使得大眾公司在美國選用了Dow化學(xué)品公司的Pulse 630 GF玻璃纖維增強(qiáng)PC/ABS(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物)材料,用于生產(chǎn)其Phaeton旗艦型轎車美國版的儀表板支架,這種材料是首次在商業(yè)應(yīng)用中被用于生產(chǎn)整個儀表板支架的。同時,大眾公司為該車的歐洲版選用了Dylark級材料來制作儀表板支架。
據(jù)Dow公司稱,大眾公司之所以為其美國車型選用延展性更好的PC/ABS材料,是因?yàn)樵谀M試驗(yàn)中,要求這種車輛必須能避免坐在前面的不系安全帶的乘客遭受撞擊。Dow公司稱,該材料在撞擊中對于能量的吸收要比傳統(tǒng)儀表板材料高出50%。此外,由于Dylark級材料只有與金屬結(jié)合時才能滿足要求,從而會增加重量。而新的Pulse級材料,由于其流動性能比Dylark級材料高,而收縮率相當(dāng),所以可以采用同樣的注射工藝來生產(chǎn)零件。
Nova化學(xué)品公司稱,該公司正在開發(fā)耐沖擊性能和耐熱性能都提高了的Dylark材料,并將很快推出。
有趣的是,Dow化學(xué)品公司也有長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯技術(shù)。但是,汽車內(nèi)飾件全球技術(shù)權(quán)威部門的負(fù)責(zé)人Hein Koelman先生說,對于儀表板而言,雖然這種材料的價格低廉,但卻存在著高溫性能不好以及易產(chǎn)生翹曲等問題。
隨著汽車零部件采購的全球化,日本汽車制造商們在汽車內(nèi)飾件設(shè)計方面的經(jīng)驗(yàn)正在影響著歐洲和美國的廠商。舉例來說,馬自達(dá)6運(yùn)動房車的美國版,其儀表板支架采用Basell公司的Hostacom“高級TPO”改性聚烯烴彈性體,這種材料含有填料,但并不是采用玻璃纖維來增強(qiáng)的。此外,在儀表板支架中還采用了鋼管。儀表板零件是由Intertec系統(tǒng)公司制造的。通常,零件采用模內(nèi)著色,但Intertec公司在儀表板與擋風(fēng)玻璃相接處100mm寬的范圍上,還是上了涂料。此外,該公司還在中間區(qū)域使用了一塊軟PVC皮,借助該公司的HPI(高性能集成)工藝,用聚氨酯泡沫將表皮與基材結(jié)合到一起。
Basell公司稱,Hostacom在成本和性能方面都比以前使用的熱塑性工程塑料有所改善。由于儀表板支架仍然需要鮮明的色彩,所以這種材料被要求達(dá)到具有較高表面能量的材料級別(CB271PC)以增強(qiáng)泡沫和涂料的附著力。
Basell公司的Jeff Leone先生說,在采用了他們的聚烯烴基材料以后,儀表板支架的美觀性和功能性都得到了提高,還滿足了成本方面的要求。他認(rèn)為,繼歐洲之后,北美市場也在轉(zhuǎn)向使用聚烯烴基材料。他說,3年前,在北美儀表板市場中,TPO每年的銷售量僅為2000t左右。在今后的2年之內(nèi),TPO的銷售量應(yīng)當(dāng)能增加到50000t/年,儀表板將為工程聚烯烴材料提供巨大的市場。
在歐洲,豪華車的儀表板采用模內(nèi)裝飾技術(shù)已經(jīng)非常普遍??藙谒梗R菲公司曾在慕尼黑的開放工廠中展示了其帶模內(nèi)層壓的Decoform注射模塑工藝。此外,Johnson控制器公司也采用這一技術(shù)來為梅賽德斯-奔馳的SLK跑車生產(chǎn)儀表板部件;在戴姆勒-克萊斯勒即將推出的Crossfire運(yùn)動跑車上, Peguform公司正準(zhǔn)備將TPO表皮運(yùn)用到聚丙烯基材上;而Faurecia公司也采用了相同材料的組合,并已經(jīng)將其應(yīng)用于沃爾沃和戴姆勒-克萊斯勒轎車的其它部件上。
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